CN1154019A

CN1154019A - 一种减少基带干扰的时分无线电台

Info

Publication number: CN1154019A
Application number: CN96112928A
Authority: CN
Inventors: 老伦斯·乔尔·格林斯坦; 尼廷·杰安·沙; 乔万尼·瓦努西
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1996-09-16
Publication date: 1997-07-09

Abstract

分开了一种减少电磁干扰的方法和设备，这干扰是由TDMA和TDD无线电台引起的，也就是由发射具有时变功率包络的RF信号的无线电台年引起的，包括本发明实施例的一个无线电台在发送方式，以发送方式信道中的平均RF功率发射一个承载信息的信号；而在空闲方式，则在空闲方式信道中以同一平均RF功率发射一个信号。实质上，无线电台在空闲方式期间发射和在发送状态期间同样的平均功率电平、只是得在一个用于该目的的不同频道发射。

Description

一种减少基带干扰的时分无线电台

本发明涉及一般的无线电台，尤其涉及减少基带干扰的时分无线电台和方法。

使用时分技术的无线电台被认为是在某些电气装置中引起基带干扰的原因。时分多址联接(“TDMA”)，时分双工(“TDD”)，以及混合的时分多址联接/时分双工(“TDMA/TDD”)都是这些时分系统的典型。用在本说明书中，“时分技术”不包括时分复用(“TDM”)。

TDMA有几种国内和国际的标准，它们包括：全球移动通信系统(“GSM”)，电信工业联合会临时标准No.54(“IS-54”)，以及日本数字蜂窝网(“JDC”)。规定TDD的一个标准是“CT-2”。规定TDMA/TDD的两个标准包括个人手持电话和欧洲数字无绳电话。

IS-54规定了典型的TDMA系统的工作按照IS-54，三个无线电台(各在不同的无线终端内)时分共享一个频率确定的信道，以便发送信号到一个基地台。为了本说明书的目的，该信道称为“发送方式信道”。

每个TDMA无线电台均在“发送方式”和“空闲方式”间循环。在发送方式时，一个TDMA无线电台用一个承载信息的信号调制一个载波，并将已调制的载波用发送方式信道发送到一个基地台。在空闲方式时，TDMA无线电台什么都不发送，以便(1)防止空闲的无线电台干扰恰好正在发射的无线电台。(即是防止发送方式信道中的噪声)和(2)节省电池能量。

图1a和1b分别地说明依照IS-54的三个无线电台中第一个电台的频率和平均RF功率包络(作为时间的函数)，在不同的无线终端中的这三个无线电台时分复用一个指定为f_c的发送方式信道。第一个无线电台的发送方式在时间区间t_3n+1到t_3n+2期间(n是一个整数)，它与第二个和第三个无线电台的空闲方式相一致。第一个无线电台的空闲方式在时间区间t_3n+2到t_3n+4期间。虽然在图1a和1b中未曾示出，但第二个无线电台的发送方式出现在时间区间t_3n到t_3n+1期间，它与第一个无线电台和第三个无线电台的空闲方式相一致。同样地，第三个无线电台的发送方式出现在时间区间t_3n+2到t_3n+3期间，它和第一个无线电台和第二个无线电台的空闲方式相一致。

一个时分无线电台在发送方式和空闲方式之间循环的速率称之为“帧速率”。这个循环使得无线电台发射的平均RF功率包络随时间变化。具体地说，如图1b所示，依照IS-54的无线电台产生一个平均RF功率包络，它具有等于帧速率的一个基频分量。

图2a和2b分别地说明一个通常依照GSM的无线电台的频率和平均RF功率包络(作为时间的函数)，像现有技术中典型的无线终端所包含的一样。

根据GSM标准，在不同的无线终端，多个时分无线电台在多个发送方式信道中时分共享和跳频，如图2a所示。因此，在单一呼叫期间，依照GSM的单一无线电台将很可能以几个频率确定的发送方式信道发送信号。和现有技术的其它时分无线电台一样，一个通常依照GSM的无线电台在空闲方式时停止发射。因此，一个依照GSM的无线电台也产生一个时变的平均RF功率包络，它具有等于帧速率的基频分量。

TDD系统的工作类似(虽然不完全相同)于一个TDMA系统。在TDD系统中，为了和其它电台通信，两个无线电台分时一个频率确定的信道。每个TDD无线电台在发送方式和空闲方式之间周期地循环，并且像TDMA无线电台一样，在发送方式期间，用一个承载信息的信号调制一个载波，并将该已调制载波用发送方式信道发送。由于和TDMA无线电台相同的原因，在空闲方式期间，TDD无线电台什么也不发送。也和TDMA无线电台一样，一个TDD无线电台产生一个平均RF功率包络，它具有等于帧速率的一个基频分量。

TDMA/TDD无线电台的工作是TDMA和TDD系统的混合，并且也产生一个平均RF功率包络，它具有等于帧速率的一个基频分量。

比起现有技术的TDMA无线电台，本发明的实施例能够在敏感的电子装置中产生更小的基带干扰。本发明的一个图解的实施例包括一个在发送方式和空闲方式都连续地发送的TDMA无线电台。在发送方式期间，TDMA无线电台用一个或多个发送方式信道来发射一个信号，而在空闲方式期间，TDMA无线电台以和发送方式期间同样的平均RF功率发射的一个信号，但它是用为此目的所指定的一个或多个空闲方式信道。通过以空闲方式信道发射信号，TDMA无线电台降低了无线电台的平均RF功率包络的基频和低频谐肢中的能量并减少了对于敏感电子装置干扰的危险性。

为了更全面地理解本发明，现在参考附图，图中相同的号码表示相同的部件，其中

图1a和1b是分别说明依照IS-54的TDMA无线电台的频率图和平均RF功率包络图(作为时间的函数)；

图2a和2b是分别说明依照GSM的无线电台的频率图和平均RF功率包络图(作为时间的函数)；

图3a和3b是分别说明依照IS-54的本发明一个实施例的频率图和平均RF功率包络图(作为时间的函数)；

图4a和4b是分别说明依照GSM的本发明一个实施例的频率图和平均RF功率包络图(作为时间的函数)；

图5是本发明一个图解实施例的框图；

图6是依照本发明的原理用于图5无线电台的载频发生器的框图；

图7是依照本发明的原理用于图5无线电台的另一个载频发生器的框图；以及

图8是本发明的一个典型实施例的工作流程图。

带有时变平均功率包络的一个RF信号能够在对于无线电肢有非线性响应特点的装置中引起基带干扰，其工作机理可能是(但不一定是)该装置中的二阶非线性，它产生的作用类似于平方律包络检波器的作用。图1a，1b，2a和2b表示依照IS-54和GSM的无线电台，每个电台产生一个平均RF功率包络，它带有声频频带内的一个基频分量。所以，这些无线电台可能是干扰某些电子装置(如助听器)的原因。

图3a和3b分别说明依照IS-54用于本发明的图解实施例的频率和平均RF功率包络(作为时间的函数)，在这个实施例中，在发送方式期间(例如从t_3n+1到t_3n+2的时间区间期间，其中n为一个整数)，TDMA无线电台在发送方式信道中使用载频fc1发送一个承载信息的信号。在空闲方式期间(例如从t_3n+2到t_3n+4的时间区间期间)TDMA无线电台连续发送信号，不过要在不同的频率确定的信道中使用不同的载频fc2。

为了本说明书的目的，含有载频fc2的信道称之为“空闲方式信道”。对于空闲方式信道中所发送的信号，不论有什么样的信息内容都是无关紧要的。例如，TDMA无线电台能在空闲方式信道发送在上一次发送方式期间所发送的承载有信息的信号。或者反过来说，TDMA无线电台也能够发送一个未经调制的载波。如图3b所示，本实施例的平均RF功率包络没有显示出现有技术中TDMA无线电台的周期性，因此，不会产生带有很大能量的基频分量的平均RF功率包络。

多个TDMA无线电台能够在相同的时间用空闲方式信道发射信号，这减少了需要分配给进行空闲态传输所需的频谱量。例如，一个无线业务提供者只需要在整个系统中分配一个信道来充当空闲方式信道。此后，无线业务提供者能够编出程序或遥控指示系统中的TDMA无线终端在相应的空闲方式期间应该用哪个信道来广播。有利的是，体现本发明的TDMA无线电台不要求对于当前TDMA标准的广播接口设备作任何修改。

图4a和4b同样的说明包括本发明另一实施例的依照GSM的无线电台的频率和平均RF功率包络。对比于依照IS-54的无线电台，虽然依照GSM的无线电台采用跳频率，但对于熟悉本技术的人员，根据现在公开的技术，如何制作并使用体现本发明的依照GSM的无线电台是很明白的。

图5描述本发明一个图解实施例的框图，和TDMA通信系统的内容一样。如上所述，TDMA无线电台100和两个或更多的其它无线电台(未示出)共用一个频道，即“发送方式信道”。每个无线电台都有(1)一个用发送方式信道发射承载信息的信号时的发送方式，(2)一个在发送方式信道什么都不发射，而在空闲方式信道发射某些信号的空闲方式。通过在发送和空闲两个方式期间保持一个不变的平均RF功率电平，就能大大减少基带干扰的影响。

将要发送给接收器的一个承载信息的信号(例如语音、数据等)很方便地馈送给放大器101，放大器101的增益由自动增益控制103方便地加以控制。承载信息的信号从放大器101传送到调制器105，在调制器里，它调制从载频发生器107接收的载波。载频发生器107根据一个发送/空闲信号生成一个载波，对于熟悉本技术的人员，如何制作并使用放大器101，自动增益控制103和调制器105是很明白的。

从调制器105输出的已调信号馈给放大器109并到达天线111。分接头(tap)113对馈送到天线111的信号采样并将样本馈给包络检波器115。包络检波器115馈送一个表示所发射信号的平均RF功率的信号给自动增益控制103，对于熟悉本技术的人员，如何制作并使用分接头113和包络检波器115是很明白的。应该记住：放大器101，分接头113，包络检波器115，以及自动增益控制103的目的就是确保图示实施例总是发射基本上近乎相同的平均RF功率，而不论该实施例处在发送方式还是空闲方式。

图6描述和图5的TDMA无线电台100一起使用的载频发生器107a的一个实施例的框图。控制器117接收一个指示TDMA无线电台100是在发送方式还是在空闲方式的信号，当TDMA无线电台100处在发送方式时，控制器117控制可编程序合成器119在分配给TDMA无线电台100的发送方式信道内合成一个载波。可是当TDMA无线电台100处在空闲方式时，控制器117则控制可编程序合成器119合成具有相应于空闲方式信道的频率的载波。振荡器121提供一个参考信号给可编程序合成器119。对于熟悉本技术的人员，如何制作并使用控制器117和振荡器121是很明白的。

图7描述和TDMA无线电台100一起使用的一个载频发生器107b的另一实施例的框图，转换器123接收三个信号：(1)一个指示TDMA无线电台100处在发送方式还是在空闲方式的控制信号，(2)在分配给TDMA无线电台100的发送方式信道中的已合成载波(来自合成器125和振荡器127)，以及(3)来自振荡器129的用于空闲方式信道的一个载波，当TDMA无线电台100处在发送方式时，转换器123控制来自可编程合成器125的载波到调制器105。当TDMA无线电台100处在空闲方式时，转换器123控制来自振荡器129的载波到调制器105。图7中的图解实施例的优点在于：合成器125不必是可编程的，并且比起振荡器127，振荡器129可以有更低的精确度因而花费也就相对更少些。对于熟悉本技术的人员，如何制作并使用载频发生器107b的这个实施例是很明白的。

图5到图7中图解实施例的工作可用图8中的流程图来说明，该程序从框300开始。在框301，进行判定TDMA无线电台是处在发送方式还是处在空闲方式。若无线电台处在发射方式，则程序进行到框303，并且在与其它TDMA无线电台分时的发送方式信道上发射一个承载信息的信号。在框305，监控所发送的承载信息的信号的平均RF功率。然后控制返回框301。

在框301，若TDMA无线电台处在空闲方式，则程序进行到框307。在框307，TDMA无线电台在空闲方式信道上发送一个信号，在框309，该程序调节在空闲方式信道上发射信号的平均RF功率到基本接近所发射的承载信息的信号的平均RF功率。

虽然已经详细地叙述了本发明的实施例，可以理解，不需要脱离所附权利要求书规定的本发明的精神和范围就能对它作出各种改变、变例和替代。例如，本发明的实施例可以和三个以上用户共用同一发送信道的TDMA系统一起使用。此外，本发明的原理适用于使用跳频的TDMA系统(例如一个依照GSM的无线终端)。再者，如何制作并使用采取多于一个的发送方式信道和/或多于一个的空闲方式信道的本发明实施例，对于熟悉本技术的人员是很明白的。而且，所述实施例可以结合到具有一个或多个其它无线电台的无线终端中，这被称为“双态”或“三态”无线终端。

Claims

1.一种时分多址联接无线电台包括：

一个载频发生器；以及

一个响应于所述载频发生器的调制器，在发送方式期间，它用第一信号来调制第一载波信号；而在空闲方式期间，它用第二信号来调制第二载波信号，所述第二载波信号不同于所述第一载波信号。

2.权利要求1的无线电台，其中所述第二信号与所述第一信号相同。

3.如权利要求1的无线电台，其中所述载频发生器包括：

一个第一振荡器；

一个合成器，它响应于产生第一载波信号的所述振荡器；

一个产生第二载波信号的第二振荡器；

一个接收所述第一和第二载波信号的转换器，当所述无线电台处于所述发送方式时，它控制所述第一载波信号到所述调制器；而当所述无线电台处于所述空闲方式时，它控制所述第二载波信号到所述调制器。

4.权利要求3的无线电台，其中所述无线电台发射一个基本上不变的平均RF功率。

5.权利要求3的无线电台，还连接有一个反馈电路，以便控制无线电台维持一个基本上不变的平均RF功率。

6.权利要求1的无线电台，其中所述载频发生器包括：

一个提供参考信号的振荡器；

一个响应于所述振荡器的可编程合成器，产生用于所述调制器的第一和第二载波信号；以及

一个连接到上述可编程合成器的控制器，当所述无线电台处于空闲方式时，它控制所述可编程合成器产生所述第二载波信号。

7.权利要求6的无线电台，其中所述无线电台发射一个基本上不变的平均RF功率。

8.权利要求6的无线电台，还连接有一个反馈电路，来控制无线电台维持一个基本上不变的平均RF功率。